2024-2025學(xué)年新教材高中物理第九章靜電場及其應(yīng)用4靜電的防止與利用檢測含解析新人教版必修第三冊

PAGE4-靜電的防止與利用(15分鐘30分)一、選擇題(本題共4小題,每小題5分,共20分)1.如圖,長為L的導(dǎo)體棒原來不帶電,現(xiàn)將一帶電荷量為Q的點(diǎn)電荷放在距棒左端R處,當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到靜電平衡后,下列說法正確的是 ()A.導(dǎo)體棒內(nèi)的場強(qiáng)為0 B.導(dǎo)體棒內(nèi)的場強(qiáng)不為0C.整個導(dǎo)體棒帶同種電荷 D.導(dǎo)體棒內(nèi)有多余的電荷【解析】選A。處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部場強(qiáng)到處為零,選項(xiàng)A正確,B錯誤;由于靜電感應(yīng),導(dǎo)體棒的左右兩端會帶上異種電荷,選項(xiàng)C錯誤;靜電平衡時,導(dǎo)體內(nèi)部沒有多余電荷,選項(xiàng)D錯誤。2.圖中接地金屬球A的半徑為R,球外點(diǎn)電荷的電荷量為Q,到球心的距離為r。該點(diǎn)電荷的電場在球心的場強(qiáng)等于 ()A.k-k B.k+kC.0 D.k【解析】選D。本題求解的是點(diǎn)電荷Q在球心處的場強(qiáng),不是合場強(qiáng)。依據(jù)點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式求得E=,故D對。3.在下列措施中,哪些能將產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走 ()A.飛機(jī)輪子上搭地線B.印染車間保持干燥C.復(fù)印圖片D.電工鉗柄上裝有絕緣套【解析】選A。飛機(jī)在飛行中與空氣摩擦?xí)r,飛機(jī)外表面聚集了大量靜電荷,著陸時會給地面人員帶來危害及火災(zāi)隱患。因此飛機(jī)著陸時要剛好導(dǎo)走機(jī)身聚集的靜電,實(shí)行的措施是在輪胎上安裝地線或用導(dǎo)電橡膠制造輪胎;在印染工作車間也同樣簡單產(chǎn)生靜電,靜電給車間帶來火災(zāi)隱患,為防止火災(zāi)發(fā)生,其中平安措施之一就是保持車間濕度,從而通過潮濕的空氣剛好導(dǎo)走靜電;在復(fù)印圖片環(huán)節(jié)中,是應(yīng)用靜電;在電工鉗柄上裝有絕緣套是防止導(dǎo)電,保障電工的平安。4.如圖所示,將懸在絕緣細(xì)線上帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球殼B內(nèi)(與內(nèi)壁不接觸),外加一個水平向右的場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場,對于最終的結(jié)果,下列推斷正確的是 ()A.B的右端帶正電,A向左偏B.B的右端帶正電,A不偏左也不偏右C.B的左端帶正電,A向右偏D.B的左端帶正電,A不偏左也不偏右【解析】選B。在B的外部加一個水平向右的場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場,B中的電子受到靜電力的作用,將向左運(yùn)動,所以B的左側(cè)將帶負(fù)電,右側(cè)帶正電,由此產(chǎn)生一個附加電場,對外部的電場起到屏蔽作用,所以B內(nèi)部的A不受外部電場的影響,所以A不偏左也不偏右,選項(xiàng)B正確,A、C、D錯誤。二、非選擇題(10分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)5.如圖所示,在相距r、帶電荷量分別為+Q和-Q的兩個點(diǎn)電荷的連線中點(diǎn)放一半徑為R的金屬球,求球上感應(yīng)電荷在球心O處的場強(qiáng)大小和方向?！窘馕觥坑捎谔幱陟o電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)為零,即+Q、-Q和感應(yīng)電荷在球心處的合場強(qiáng)為零,因此只需計(jì)算+Q、-Q分別在球心處產(chǎn)生的場強(qiáng)。有E1=k,方向由O指向-Q、E2=k,方向由O指向-Q,所以感應(yīng)電荷在球心O處的場強(qiáng)大小為:E感=E1+E2=2k=,方向由O指向+Q。答案:方向由O指向+Q(10分鐘20分)6.(6分)(多選)如圖所示,金屬球殼A帶有正電,其上方有一小孔a,靜電計(jì)B的金屬球b通過導(dǎo)線與金屬小球c相連。以下推斷中正確的是 ()A.將c移近A,但不與A接觸,B指針會張開肯定角度B.將c與A外表面接觸后移開A,B指針會張開肯定角度C.將c與A內(nèi)表面接觸時,B指針不會張開肯定角度D.將c從導(dǎo)線上解下,然后用絕緣細(xì)繩吊著從A上小孔放入A內(nèi),并與其內(nèi)壁接觸,再提出空腔,與b接觸,B指針會張開肯定角度【解析】選A、B。把c漸漸從遠(yuǎn)處向A移近的過程中,由于靜電感應(yīng),B的指針張開,選項(xiàng)A正確;把c與A的外表面接觸,則c帶正電,導(dǎo)致B的指針張開,選項(xiàng)B正確;把c與A的內(nèi)表面接觸,靜電平衡后,電荷只分布在導(dǎo)體外表面,靜電計(jì)可視為導(dǎo)體外表面,則B指針會張開,選項(xiàng)C錯誤。D選項(xiàng)中,c與A內(nèi)壁接觸時,由于靜電屏蔽,小球c不會帶電,故再與b接觸時,B的指針不會張開肯定角度,選項(xiàng)D錯誤。7.(14分)如圖所示,兩個點(diǎn)電荷A和B,電荷量分別為q1=-9.0×10-9C、q2=2.7×10-8C,彼此相距r=6cm,在其連線中點(diǎn)處放一半徑為1cm的金屬球殼,求球殼上感應(yīng)電荷在球心O處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度?！窘馕觥坑捎谇驓み_(dá)到靜電平衡后各點(diǎn)的場強(qiáng)為零,故感應(yīng)電荷在球心O處產(chǎn)生的場強(qiáng)與-q1和+q2在O處場強(qiáng)的矢量和等大反向,設(shè)由O指向B方向?yàn)閳鰪?qiáng)正方向,即:|E感|=|E1|+|E2|=+=3.6×105N/C,方向由O指向B。答案:3.6×105N/C,方向由O指向B【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示,帶電導(dǎo)體A處于靜電平衡狀態(tài),電勢為φ=200V。M、N是A表面上的兩點(diǎn),電場強(qiáng)度EM=4EN。今把一電量為q=5×10-8C的正電荷分別由M點(diǎn)、N點(diǎn)移到無限遠(yuǎn)處,求電